五单元+锂离子电池正极材料1节.ppt

倍率性能随着Co含量的增加递增 与电解液的反应随Co的含量的增加而加剧 当Co含量处于0.3和0.6之间时材料表现出很好的倍率性能和较好的安全性能 充电到4.4V以上后会影响材料的循环性能 2xLiNi1/2Mn1/2O2 ? (1-2x)LiCoO2 三、合成方法Synthesis of Lithiated Metal Oxides Ⅰ、固相合成方法 Ⅱ、液相合成 1.Sol-gel(溶胶凝胶） 2.co-precipitates（共沉淀） 3. hydrothermal(水热) Ⅲ、微波合成 Ⅰ、固相合成法 1：原料:氧化物，碳酸盐 2：工艺制度； 混料，800－900oC高温焙烧，破碎，筛分 举例：湖南衫杉的隧道窑。(东陶） Ⅱ、液相合成 1.溶胶一凝胶技术基本包括三个步骤： (1)将先驱体(precursors)均匀混合。该先驱体一般是金属的醇盐或金属盐(有机或无机)，它们可以提供最终所需要的金属离子。在某些情况下，先驱体的一个组分可能就是一种氧化物颗粒溶胶。 (2)制成均匀的溶胶，并使之凝胶。这是决定最终陶瓷材料化学均匀性的关键步骤。 （3)在凝胶过程中或在凝胶后成型、干燥，然后煅烧或烧结。 2.化学共沉淀法 化学共沉淀技术（chemical co-precipitation） 化学共沉淀法—把化学原料以溶液状态混合，并向溶液中加入适当的沉淀剂，使溶液中已经混合均匀的各组分按化学计量比共同沉淀出来，或在溶液中先反应沉淀出一种中间产物，再把它煅烧(calcination)分解制备出微细粉料产品。 3. 水热与溶剂热合成 水热与溶剂热合成(hydrothermal synthesis and Solvothermal Reactions)技术是指在高温高压的过饱和水溶液（有机溶剂）中进行化学合成的方法。 研究体系处于非理想非平衡状态，应用非平衡热力学研究合成的化学问题。 高温加压下水热反应具有三个特征：第一是使重要离子间的反应加速；第二是使水解反应加剧；第三是使其氧化还原电势发生明显变化。 Ⅲ、微波合成 微波是指波长为1 微米到0.1 毫米范围电磁波，其相应的频率范围是300MHz一3000GHz。 家用微波炉：2450MHz； 工业微波炉：915 MHz。 1、微波加热和加速反应机理 极性分子溶剂（水、醇类、羧酸类）吸收微波能而被快速加热； 而非极性分子(正己烷，正庚烷和CCl4)溶剂几乎不吸收微波能，升温很小或几乎不升温。 固体 有些物质能强烈吸收微波能而迅速被加热 升温； 有些物质几乎不吸收微波能，升温幅度很小，像CaO（0.5KW, 30min, 83oC），CeO2，Fe2O3，TiO2，La2O3。 50mL溶剂在500W微波功率，2450MHx频率下作用1min的升温情况(所有实验在室温下进行) 溶剂 升温/oC bp/ oC ? 溶剂 升温/oC bp/ oC 水 甲醇 乙醇 正丙醇 正丁醇 正戊醇 正己醇 1—氯丁烷 1—溴丁烷 81 65 78 97 109 126 92 76 95 100 65 78 97 117 137 158 78 101 ? 乙酸 乙酸乙酯 氯仿 丙酮 DMF 乙醚 正己烷 正庚烷 CCl4 110 73 49 56 131 32 25 26 28 119 77 61 56 153 35 68 98 77 2 微波加热固体物质产生的温度变化情况 (所有实验都是在室温下进行的) ? ? 物质 A 升温/oC 微波作用时间min ? ? 物质 B 升温/oC 微波作用时间min Al C Co2O3 CuCl FeCl3 MnCl2 NaCl Ni NiO SbCl3 SnCl2 SnCl4 ZnCl2 577 1283 1290 619 41 53 83 384 1305 224 476 49 609 6 1 3 13 4 1.75 7 1 6.25 1.?75 2 8 7 ? CaO CeO2 CuO Fe2O3 Fe3O4 La2O3 MnO2 PbO2 Pb3O4 SnO TiO2 V2O3 WO3 83 99 701 88 510 107 321 182 122 102 122 701 532 30 30 0.5 30 2 30 30 7 30 30 30 9 0.5 A列是在1 kW微波炉(2450 MHz)中，用25g样品，并放入1000 mL水以吸收过剩微波能。B列是在500W微波炉中，用5～6 g样品。 * 第五章 锂离子电池 §5.1 锂离子电池的构造和优点 §5.2 二次锂离子电池的发展现状 §5.3 二次锂离子电池的正极材料